一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置的制作方法

本发明涉及激光陀螺技术领域，具体而言，涉及一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置。

背景技术：

激光陀螺利用环形谐振腔内沿相反方向传播的两束激光束的频率差来测量转动。环形谐振腔内沿相反方向传播的两束激光束需要通过合光装置来产生表征频率差的拍频信号。合光装置是激光陀螺信号读出系统的关键组成部分，一般由合光棱镜和光电二极管组成。合光棱镜通常通过光胶法粘接在环形谐振腔的一片反射镜上，环形谐振腔透过反射镜输出顺、逆时针两束激光束，合光棱镜使输出的顺、逆时针两束激光束干涉，产生干涉条纹，进而用光电二极管探测干涉条纹的移动得到激光陀螺所测量的转动角位移或角速度。为了减小激光束通过合光棱镜时的损耗，合光棱镜与谐振腔反射镜进行粘接的端面上激光束通过位置处一般镀制了小面积的具有一定透过率的半透半反膜。

现有的合光装置所使用的合光棱镜粘接端面上的半透半反膜一般由位于粘接端面中央位置的小面积矩形或圆形组成。因为粘接端面中央位置的存在的半透半反膜具有不可忽略的厚度，合光棱镜与环形谐振腔反射镜粘接时，中央高、四周低的表面粘接会在合光棱镜和环形谐振腔及反射镜上产生应力，从而影响环形谐振腔的精度和合光装置的稳定性，进而对激光陀螺的性能产生不利影响。

为此，提出一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置，包括通过粘接端面粘接在激光陀螺环形谐振腔的反射镜上的合光棱镜，用于将激光陀螺环形谐振腔内顺、逆时针传播的两束激光束进行合光干涉；所述粘接端面上镀制有半透半反膜，用于降低激光束的损耗，所述半透半反膜与镀制在粘接端面上的边膜一体成型组成叉形结构，以减小粘接应力；粘接在合光棱镜出射端面上的光电二极管，用于探测激光陀螺环形谐振腔内顺、逆时针方向传播的两束激光束产生的干涉信号。

进一步地，所述边膜包括第一辅助半透半反膜、第二辅助半透半反膜、第三辅助半透半反膜和第四辅助半透半反膜，所述第一辅助半透半反膜、第二辅助半透半反膜、第三辅助半透半反膜和第四辅助半透半反膜等间距与半透半反膜一体成型连接。

进一步地，所述第一辅助半透半反膜与第三辅助半透半反膜为一组，设置在半透半反膜的一条对角线方向上，所述第二辅助半透半反膜与第四辅助半透半反膜为一组，设置在半透半反膜的另一条对角线上，以使第一辅助半透半反膜、第二辅助半透半反膜、第三辅助半透半反膜、第四辅助半透半反膜与半透半反膜组成叉形结构。

进一步地，所述第一辅助半透半反膜与第三辅助半透半反膜为一组，设置在半透半反膜的边线中点连线上，所述第二辅助半透半反膜与第四辅助半透半反膜为一组，设置在半透半反膜的边线中点连线上，以使第一辅助半透半反膜、第二辅助半透半反膜、第三辅助半透半反膜、第四辅助半透半反膜与半透半反膜组成十字形结构。

进一步地，所述合光棱镜通过光胶法粘接激光陀螺环形谐振腔的反射镜上。

进一步地，所述半透半反膜为200ppm的高反膜。

应用本发明的技术方案，有益效果是：

1、在合光棱镜粘接端面的镀制半透半反膜与边膜一体成型组成叉形结构，以减小粘接端面中央高、四周低的情况，进而减小粘接时的端面形变引致的应力效应，达到减小合光装置应力效应对激光陀螺性能的不利影响的目的；

2、边膜与半透半反膜一体成型组成叉形结构，能够在有效地降低粘接时导致的应力效应的前提下，不会增加粘接端面镀制工序，实现结构简单化的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了激光陀螺中的合光装置结构图；

图2示出了现有合光装置的合光棱镜粘接端面示意图；

图3示出了本发明涉及的合光装置的合光棱镜粘接端面示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、激光陀螺环形谐振腔；20、反射镜；30、合光棱镜；31、粘接端面；32、半透半反膜；33a、第一辅助半透半反膜；33b、第二辅助半透半反膜；33c、第三辅助半透半反膜；33d、第四辅助半透半反膜；40、光电二极管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3所示，本发明提供了一种带叉形半透半反膜的激光陀螺合光装置，包括通过粘接端面31粘接在激光陀螺环形谐振腔10的反射镜20上的合光棱镜30，用于将激光陀螺环形谐振腔10内顺、逆时针传播的两束激光束进行合光干涉；粘接端面31上镀制有半透半反膜32，用于降低激光束的损耗，半透半反膜32与镀制在粘接端面31上的边膜一体成型组成叉形结构，以减小粘接应力；粘接在合光棱镜30出射端面上的光电二极管40，用于探测激光陀螺环形谐振腔10内顺、逆时针方向传播的两束激光束产生的干涉信号。

应用本实施例的技术方案，激光陀螺环形谐振腔10输出的顺、逆时针传播的两束激光束从反射镜20与合光棱镜30的粘接端面进入合光棱镜30，经过多次反射后形成合光干涉，从合光棱镜30的出射端面进入光电二极管40，光电二极管40通过敏感合光干涉信号，输出频率与顺、逆时针两束激光束的频率差一致的光电流信号，合光棱镜30的粘接端面301上顺、逆时针两束激光束通过的位置处镀制有具有一定透过率的半透半反膜302，以减小激光束通过时产生的损耗，而且半透半反膜302与边膜组成叉形结构，能够减小粘接端面31中央高、四周低的情况，进而减小粘接时的端面形变引致的应力效应，达到减小合光装置应力效应对激光陀螺性能的不利影响的目的。

具体地，合光棱镜30通过光胶法粘接激光陀螺环形谐振腔10的反射镜20上，能够避免粘胶对激光反射造成影响。

针对边膜的具体结构，如图3所示，边膜包括第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c和第四辅助半透半反膜33d，第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c和第四辅助半透半反膜33d等间距与半透半反膜32一体成型连接。

为了减小粘接时的端面形变引致的应力效应，第一辅助半透半反膜33a与第三辅助半透半反膜33c为一组，设置在半透半反膜32的一条对角线方向上，第二辅助半透半反膜33b与第四辅助半透半反膜33d为一组，设置在半透半反膜32的另一条对角线上，以使第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d与半透半反膜32组成叉形结构。

该种设计，在第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d与半透半反膜32一体成型组成叉形结构，能够在不增加半透半反膜32镀制工序的前提，减小了粘接时引起的合光棱镜30和反射镜20的形变，有效降低了粘接时导致的应力效应；

其中，第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d镀制在粘接端面31上，且端部连线形成圆形或椭圆形，从而增加了半透半反膜32接触面积，由于第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d设置在半透半反膜32的对角线上，能够使得在第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d尺寸限定的条件下，端部连线形成圆形或椭圆形的面积最大化，从而有效地提高了第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d的利用率。

在另一个实施例中(图中未示出)，第一辅助半透半反膜33a与第三辅助半透半反膜33c为一组，设置在半透半反膜32的边线中点连线上，第二辅助半透半反膜33b与第四辅助半透半反膜33d为一组，设置在半透半反膜32的边线中点连线上，以使第一辅助半透半反膜33a、第二辅助半透半反膜33b、第三辅助半透半反膜33c、第四辅助半透半反膜33d与半透半反膜32组成十字形结构。

可选地，半透半反膜32为200ppm的高反膜。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。